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Experimente für Natur und Technik

Kristallwasser

L

Zeitbedarf: 10 Minuten.
Ziel: Wasser in Salzkristallen; Farbänderung bei Nachweisreaktionen
Material:
bulletBrenner, Feuerzeug
bulletRG d=13-16mm
bulletRG-Halter
bulletRG-Ständer
bulletSpatel
bulletStopfen
bulletPipette, Hütchen
bulletkleines Stück Alu-Folie
Chemikalien:
bulletdest. Wasser
bulletCuSO4*5H2O
Durchführung1:

Brenner anzünden. In das RG ca. 1cm hoch Kupfersulfat füllen und am Halter schwenkend in der Brennerflamme vorsichtig erhitzen.

Beobachtung1: Im oberen Drittel des RG bilden sich Tröpfchen. Das Salz verfärbt sich von blau nach hellgrau. Bei zu starkem Erhitzen wird es schwarz. Das sollte vermieden werden.
Interpretation: Bei den Tröpfchen handelt es sich um Wasser. Übrig bleibt im Idealfall CuSO4.
Durchführung2:

Mit dem Spatel etwas von dem CuSO4 auf die Alu-Folie geben und einen Tropfen Wasser dazutropfen.

Beobachtung2: Kupfersulfat verfärbt sich wieder nach blau.
Deutung: Die Abgabe von Wasser in der Hitze ist umkehrbar. Man erkennt den Zustand an der Farbe. Deshalb kann die Reaktion für den Wassernachweis verwendet werden.
Quelle: Allgemeingut. Angepasst durch Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth.
Entsorgung: RG mit dem Stopfen verschließen und das Kupfersulfat (wasserfrei) für Wassernachweise aufbewahren. Danach in Schwermetall-Lösungen.
Did. Hinweis: Der Versuch ist als Vorversuch für den Wassernachweis einsetzbar und spielt die Rolle einer "Blindprobe": die Schüler erkennen, dass sich durch Entfernen von Wasser aus einem Salz dessen Farbe ändern kann und dass dieser Vorgang umkehrbar ist.
Hintergrund: Die fünf Wassermoleküle sind im Kupfersulfat-Gitter unterschiedlich gebunden. Eigentlich müsste man schreiben: [Cu(H2O)4]SO4*H2O. Vier davon sind wie gewohnt quadratisch-planar an Cu2+ koordiniert und lassen sich bis 100°C abspalten. Das fünfte Wassermolekül sitzt über H-Brücken am Sulfat-Anion und lässt sich erst oberhalb von 200°C abspalten. Bei noch höheren Temperaturen zersetzt sich die Verbindung gemäß CuSO4 ---> CuO + SO3. Kupfer(II)-oxid ist schwarz.

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Universität Bayreuth
Didaktik der Chemie

© Walter.Wagner ät uni-bayreuth.de, Stand: 23.03.09